[发明专利]用于使用数据收集进行的以OS为中心的性能监测的硬件支持

说明书

提供了一种系统、方法、设备和集成电路，其用于在专用硬件控制寄存器的控制下使用一组硬件定时器通过将中央处理单元(CPU)和存储器连接到具有多个定时器实例的定时器块组来收集运行时间性能数据，所述多个定时器实例通过测量指定的软件执行事件被选择性地启用和激活以在应用代码执行期间收集运行时间性能数据，其中所述专用硬件控制寄存器包括多个寄存器字段，以便响应于对所述硬件控制寄存器中所有寄存器字段的单个写入操作独立地控制所述多个定时器实例的激活行为。

技术领域

本发明一般涉及微控制器装置领域和相同的操作方法。一方面，本发明涉及一种用于汽车电子控制单元(ECU)的方法、设备、系统和软件架构。

背景技术

随着计算机系统的日益复杂化，由于计算机系统中不同组件的复杂交互以及提供此类观察功能所需的另外的硬件和软件的开销和复杂性，观察和跟踪不同任务或软件的其它元件的执行性能的能力变得复杂。例如，如微控制器(MCU)、片上系统(SoC)和系统级封装(SiP)等集成电路计算机系统含有一个或多个用于执行软件指令的中央处理单元(CPU)。由于具有同时运行多个CPU的能力，能够确保相关软件执行的正确操作变得越来越重要，特别是当由于使用共享资源或其它限制而导致的阻塞可能导致不正确的行为时。实时操作系统(RTOS)的普遍和广泛使用(这允许通过一个或多个调度算法对多个软件任务进行准同时执行)通常穿插有中断服务例程的执行，进一步复杂化了相关的场景，因为任务的执行实际上可能会被其它任务、中断服务例程等停顿。另外，由于关键部分的限定(或资源的使用或锁定)而造成的阻塞提供了不易于管理的另外的复杂性。这使得观察处理性能以及旨在确保适当行为的相关机制成为自身通常需要大量处理开销的复杂工作量。特别是当实时性能是关注点时，此类开销是一个问题。如从上述情况可看出，现有的计算机系统设计和操作解决方案在实际操作层面上极其困难，因为在提供软件执行观察和截止时间监测能力方面存在挑战，所述能力可以观察软件执行和停顿状况，并且提供正确地标识不当行为的根本原因的违规或错误处理报告，而不对在微控制器操作期间施加提供观察功能所需的另外的硬件和软件的过多的开销和复杂性。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种集成电路，其包括：

中央处理单元(CPU)；

存储器，所述存储器被配置成存储数据和CPU可执行指令；

定时器块组，所述定时器块组包括多个定时器实例，所述定时器实例被选择性地激活，以通过测量指定的软件执行事件来在应用代码执行期间收集运行时间性能数据；

单个性能监测控制寄存器，所述单个性能监测控制寄存器包括多个寄存器字段，所述寄存器字段用于响应于对所述性能监测控制寄存器的单个写入操作独立地控制所述多个定时器实例的激活行为；以及

一个或多个通信总线，连接所述一个或多个通信总线以通信地耦合所述CPU、所述存储器、所述定时器块组和所述性能监测控制寄存器。

根据一个或多个实施例，所述多个定时器实例中的每一个由所述CPU独立地设置以通过写入到与所述定时器实例相关联的定时器控制寄存器来测量用于指定软件执行事件的执行和/或停顿时间行为。

根据一个或多个实施例，所述多个定时器实例中的每一个被选择通过写入到提供用于控制所述定时器实例的硬件信号的所述单个性能监测控制寄存器来激活，或在所述定时器实例的设置期间通过写入到与所述定时器实例相关联的所述定时器控制寄存器来激活，其中所述激活可以限于正确设置的定时器实例，并且可以包括所述定时器实例的重新启动。

根据一个或多个实施例，所述多个定时器实例中的每一个都由所述CPU配置成通过使用单个写入操作写入到所述单个性能监测控制寄存器的所述多个寄存器字段被激活或去激活或保持当前状态。